fundamentos para a seletividade de herbicidas à...
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01/11/2017
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Fundamentos para a Seletividade de
Herbicidas à Cana-de-açúcar
Prof. Dr. Saul Carvalho
Instituto Federal do Sul de Minas
Campus Machado
SELETIVIDADE
“Capacidade de um produto químico em isolar seus
efeitos danosos sobre um alvo específico (pragas,
doenças ou plantas daninhas), causando mínimo ou
nenhum dano aos demais seres no local (FAO, 1987)”
“Capacidade agronômica de matar algumas plantas sem
injuriar outras (Anderson, 1983)”
“Medida de resposta diferencial entre as espécies de
plantas a um determinado herbicida (Oliveira Jr., 2001)”
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SELETIVIDADE
a. É uma característica relativa e nunca absoluta
b. Não deve ser avaliada apenas pelos sintomas visuais
de fitotoxicidade
c. Julgar a seletividade do tratamento e não do herbicida
seletivo em geral
O herbicida é seletivo dentro dos limites de:
a) Faixa específica de doses;
b) Método de aplicação e
c) Condições ambientais que precedem e sucedem a aplicação.
SELETIVIDADE
Tratamento seletivo para a cultura
Herbicida
Cultura/planta daninha
Tec. de aplicação
Tipo de soloClima
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tolete de cana
HERBICIDA APLICADO AO SOLO
SELETIVIDADE:
POSICIONAMENTO (T x E)
ABSORÇÃO DIFERENCIAL
TRANSLOCAÇÃO DIFERENCIAL
--
METABOLISMO
DOSE x SOLO
Seletividade em pré-plantio
3 a 4 meses
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Posicionamento do herbicida no espaço:Posicionamento do herbicida no espaço:
sementes de sementes de
plantas daninhasplantas daninhas
germináveisgermináveis
Região onde o herbicida permanece na soluçãoRegião onde o herbicida permanece na solução
do solo para proporcionar seletividade de posição.do solo para proporcionar seletividade de posição.
muda de canamuda de cana
HerbicidaHerbicida
superfície do superfície do
solosolo
HERBICIDA APLICADO À FOLHA
SELETIVIDADE:
JATO DIRIGIDO
ABSORÇÃO DIFERENCIAL
TRANSLOCAÇÃO DIFERENCIAL
METABOLISMO
INSENSIBILIDADE ENZIMÁTICA
RETENÇÃO FOLIAR
DOSE E FORMULAÇÃO
FENOLOGIA
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QQ AA
ee--
QQ BBCytocromoCytocromo
PlastoquinonaPlastoquinona
Planta Planta
suscetível com suscetível com
o herbicidao herbicida
HH
QQ AA
ee--
QQ BB CytocromoCytocromo
PlastoquinonaPlastoquinona
Planta Planta
tolerante ao tolerante ao
herbicidaherbicida
HH
ee--
ee--
ee--
INSENSIBILIDADE ENZIMÁTICA
Carvalho, 2013
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METABOLISMO
“Principal mecanismo de seletividade de herbicidas entre
cultura e plantas daninhas (Cole, 1994; Eerd et al., 2003)”
Três fases:
1. Conversão (oxidação, redução, hidrólise) – P450
2. Conjugação (açúcares, aminoácidos, glutathiona)
3. Conjugados secundários e compartimentalização
Reações metabólicas em plantas e o grupo químico afetado.
Reações Químicas Grupos Químicos Afetados
Hidroxilação Triazinas, fenoxi-ácidos, imidazolinonas
Oxidação fenoxi-ácidos
Decarboxilação ácidos benzóicos, ácidos picolínicos
Deaminação uréias, dinitroanilinas
Dealquilação dinitroanilinas, triazinas
Hidrólise carbamatos, sulfoniluréias, imidazolinonas
Conjugação ácidos benzóicos, imidazolinonas
(Zindhal, 1999)
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Tabela 2. Massa fresca percentual de seis cultivares de cana-de-açúcar pulverizadas com herbicidas,
aos 21 DAA. Piracicaba. 2006.
Cultivar
Herbicidas
Ametryn Clomazone Diuron +
Hexazinone Isoxaflutole 2,4-D Tebuthiuron Sulfentrazone
CTC 1 105.01 A 99.49 A 69.33 B 102.51 A 96.08 B 101.94 B 116.02 A
CTC 2 106.90 A 103.57 A 106.48 A 107.47 A 112.67 A 130.83 A 130.74 A
CTC 3 103.22 A 98.28 A 92.71 A 53.40 C 116.30 A 128.30 A 114.40 A
CTC 4 76.40 B 90.31 A 47.74 C 80.48 B 98.09 B 95.45 B 106.27 B
CTC 5 62.88 B 66.94 B 10.65 D 80.71 B 85.68 B 57.87 C 87.93 B
CTC 6 99.54 A 105.69 A 79.58 B 79.93 B 97.33 B 121.98 A 98.89 B
F(herb) = 41.083* F(var) = 51.246* F(herb x var) = 5.640* CV (%) = 11.32
*Values significant by F-test at 1%; Means followed by the same letter do not significantly differ by the Scott-Knott test (5%).
Ferreira et al., 2010
DIFERENÇAS DE GENÓTIPO
Torres et al., 2012
DIFERENÇAS DE GENÓTIPO
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Características Propriedades
Iniciais Fase I Fase II Fase III
Reações Ação
herbicídica
Oxidações,
reduções,
hidrólises,
oxigenações,
hidroxilações
Conjugação
com
aminoácidos,
açúcar ou
glutathiona
Conjugação secundária;
compartimentimentalização
em vacúolos ou integração
a compostos da parede
celular
Solubilidade Lipofílicos Intermediária Hidrofílica Hidrofílica ou insolúvel
Toxicidade Alta - ação
herbicídica
Modificada
ou menos
tóxica
Reduzida ou
atóxico Atóxico
Mobilidade
Variável em
função do
produto
Modificada
ou reduzida
Limitada ou
imóvel Imóvel
RESUMO DO METABOLISMO
METABOLISMO
Girotto et al., 2012
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METABOLISMO
Girotto et al., 2012
Brachiaria decumbensDigitaria horizontalis
Panicum maximumIpomoea grandifolia
METABOLISMO
- Rotas presentes em todas as plantas
- Existência de diversas isoenzimas
- Enzimas e proteínas geralmente pouco específicas
- Detoxificam íons tóxicos e outros poluentes,
presentes em rotas do metabolismo secundário
- Mecanismo natural e disponível que
necessariamente não promove perda de
rendimento
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RADICAIS LIVRES
membrana celular
e-
oxigênio
singleto
fosfolipídeo
Radical livre
e- Fosfo-
Lipídeos
RADICAIS LIVRES
água
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Cloroplasto
Luz ultravioletaStress
ambiental
superóxido dismutase
Catalase e Ascorbato peroxidase
Glutationa
http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/fpls.2013.00277/full
Chi et al. (2013)
. . .
Herbicida
Condição de Estresse
“Quando o limite da capacidade de ajuste da planta é
alcançado, os distúrbios que antes não se
manifestavam (latentes) aparecem na forma de doenças
crônicas ou injúrias irreversíveis (Larcher, 2000)”
FITOTOXICIDADE
“Injúrias visuais observadas nas plantas em consequência
da aplicação de defensivos agrícolas (herbicidas)”
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isoxaflutole glyphosate chlorimuron
lactofen clomazone fluazifop-p-butil
Condição de Estresse
Larcher, 2000
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Condição de Estresse
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 20 40 60 80 100 120
Dias Após Emergência
Cre
sc
ime
nto
(%
)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Re
nd
ime
nto
(%)Estresse Temporário
Estresse Permanente
Sem herbicida
Herbicida
Δ
α α β < α
Carvalho et al., 2009
Substância Vegetal ou
Parte da Planta
Custo de Construção
(g glicose / g massa seca)
Substâncias de defesa
Taninos 1,55 – 1,6
Glicosídeos cianogênicos 1,9 – 2,1
Alcalóides 2,8 – 3,3
Monoterpenóides 2,8 – 3,5
Látex 3,3
Substâncias da Parede Celular
Lignina (lenho de coníferas) 2,44 – 2,49
Lignina (lenho de angiospermas) 2,48 – 2,52
Reposição de Órgãos
Folhas tenras
baixa concentração de compostos de defesa 1,3
alta concentração de compostos de defesa 1,8
Folhas esclerofilas 1,35 – 1,55
Acículas de coníferas 1,5
Ramos não-lignificados 1,1 – 1,35
Ramos lignificados 1,4 – 1,55
Substância Vegetal ou
Parte da Planta
Custo de Construção
(g glicose / g massa seca)
Substâncias de defesa
Taninos 1,55 – 1,6
Glicosídeos cianogênicos 1,9 – 2,1
Alcalóides 2,8 – 3,3
Monoterpenóides 2,8 – 3,5
Látex 3,3
Substâncias da Parede Celular
Lignina (lenho de coníferas) 2,44 – 2,49
Lignina (lenho de angiospermas) 2,48 – 2,52
Reposição de Órgãos
Folhas tenras
baixa concentração de compostos de defesa 1,3
alta concentração de compostos de defesa 1,8
Folhas esclerofilas 1,35 – 1,55
Acículas de coníferas 1,5
Ramos não-lignificados 1,1 – 1,35
Ramos lignificados 1,4 – 1,55
Larcher, 2000
Quanto “custa” uma folha?
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Avaliação das Perdas
- Desenvolvimento dos Experimentos
- Possuem sintomas mas não há perda de rendimento
Por que as perdas não são comuns?
Problemas metodológicos:
- Testemunhas - Variabilidade
- Colheita - Estatística
Avaliação das Perdas
TESTEMUNHAS:
- Testemunhas sem aplicação
- Produção inferior ao tratamentos herbicida
- Ausência de capinas apropriadas
- Capinas em todas as parcelas
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Avaliação das Perdas
VARIABILIDADE DOS DADOS:
- Somente fitotoxicidade não é suficiente
- Evitar aproveitamento de experimentos de controle
- Obter a produtividade (SBCPD, 1995)
- Precisão na colheita e parcelas representativas
- Evitar técnicas com biometrias e pequenas amostras
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Escala de notas ERWC (1964). Sem rendimento e sem estatística.Escala de notas ERWC (1964). Sem rendimento e sem estatística.
A B C D 1% 5% 10%
1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a a
2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b a b
3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b a b a b c
4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b a b b c
5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b b b c
6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b b c
Fstat
CV (%) 845,02 748,79
5,761
4,45 DMS 1052,92
Simulação do Efeito da Variabilidade dos Dados
Tratamentos
Repetições
Média
Tukey
Alta variabilidade nos dados
Variabilidade dos Dados
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CV (%) – Ainda considerados baixos (<10%) (Pimentel-Gomes & Garcia, 2002)
A B C D 1% 5% 10%
1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a a
2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b a b
3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b a b a b c
4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b a b b c
5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b b b c
6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b b c
Fstat
CV (%)
A B C D 1% 5% 10%
1 - Test. 9200 9000 9300 9150 9162,5 a a a
2 8800 8900 8600 8700 8750,0 b b b
3 8500 8400 8600 8350 8462,5 b c c c
4 8200 8400 8500 8300 8350,0 c d c c
5 7900 8100 8000 8200 8050,0 d e d d
6 7800 7900 8100 8000 7950,0 e d d
Fstat
CV (%)
845,02 748,79
51,648
DMS 351,66 282,23 250,091,49
Baixa variabilidade nos dados
5,761
4,45 DMS 1052,92
Simulação do Efeito da Variabilidade dos Dados
Tratamentos
Repetições
Média
Tukey
Alta variabilidade nos dados
Repetições
Tratamentos Média
Tukey
Avaliação das Perdas
VARIABILIDADE DA ÁREA:
- Busca de áreas homogêneas
- Correção da heterogeneidade (blocos)
- Aumento no nº de repetições (Velini et al., 1996)
- Testemunhas laterais ou duplas
(Constantin et al., 2003; Azania et al., 2005)
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Delineamento
Convencional
T 6 T 5
3 T 2 T
T 4 T 4
5 T 6 T
T 3 T 3
2 T 3 T
T 2 T 2
6 T 4 T
T 5 T 6
4 T 5 T
Testemunha adjacente
ou dupla
3 T 6 T T T 5 T
5 T 4 T 2 T 4 T
2 T T T 6 T 3 T
6 T 2 T 3 T 2 T
T T 5 T 4 T T T
4 T 3 T 5 T 6 T
Testemunha Lateral
Avaliação das Perdas
Variável Época
(DAT)
Testemunha tradicional Testemunha pareada
Teste F CV (%) Teste F CV (%)
Altura (cm)
30 0,62 NS 7,80 1,20 NS 7,06
45 3,88 * 5,43 4,41** 6,20
60 0,38 NS 11,38 0,82 NS 11,34
Estande (colmos m-1) 180 3,04 NS 3,64 3,65* 3,94
Rendimento (kg ha-1) 273 2,07 NS 9,17 4,11* 7,20
ATR (t açúcar ha-1) 273 0,85 NS 5,10 1,06 NS 4,67
Uso de testemunhas pareadas
(Azania et al., 2005)
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Avaliação das Perdas
ESTATÍSTICA APROPRIADA:
- Emprego de testes menos rigorosos
- Ex.: Adubação x Herbicida
Adubação: Almeja-se ênfase na diferença
Necessidade de certeza da existência
Teste Tukey a 5 ou 1%
Herbicida: Almeja-se ênfase na igualdade
Necessidade de certeza da inexistência
Teste Tukey a 10%, Duncan 5%, Teste ‘t’
A B C D 1% 5% 10%
1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a a
2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b a b
3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b a b a b c
4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b a b b c
5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b b b c
6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b b c
Fstat
CV (%) 4,45 DMS 1052,92
Simulação do Efeito do Teste de Comparações Múltiplas Aplicado
Tratamentos
Repetições
Média
Tukey
Alta variabilidade nos dados
845,02 748,79
5,761
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A B C D 1% 5% 10%
1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a a
2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b a b
3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b a b a b c
4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b a b b c
5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b b b c
6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b b c
Fstat
CV (%)
A B C D 1% 5% 10%
1 - Test. 9400 8800 9500 8950 9162,5 a a
2 9000 8700 8300 9000 8750,0 a b a b
3 8100 8800 8200 8750 8462,5 a b b c
4 8000 8600 9000 7800 8350,0 a b b c
5 7700 8300 7900 8300 8050,0 b c
6 7500 8100 8200 8000 7950,0 b c
Fstat
CV (%)
Repetições
Tratamentos Média
Duncan
4,45 DMS 1052,92
Simulação do Efeito do Teste de Comparações Múltiplas Aplicado
Tratamentos
Repetições
Média
Tukey
Alta variabilidade nos dados
845,02 748,79
5,761
DMS -- -- --4,45
Alta variabilidade nos dados
5,761
Ausência de Tabelas e Ferramentas para execução do Teste Duncan
Considerações Finais
- Seletividade envolve gasto de energia
- Detoxificação envolve gasto de energia
- Fitotoxicidade torna-se preocupante
- Problemas com perda de produção??
- Ajustes de doses, produtos e momento de aplicação
- Alterações metodológicas para maior confiabilidade
dos dados experimentais
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PARA DISCUTIR:
Por que muitos dos casos de plantas daninhas
resistentes a herbicidas, bem como de plantas
geneticamente modificadas, tem por
mecanismos de tolerância a insensibilidade
enzimática e não o metabolismo diferencial?
Obrigado!!!
Saul Carvalho - www.saulcarvalho.com.br